考虑地震事件内空间相关性的区域概率地震危险性分析

一次地震事件不同地点的地震动强度参数与结构响应参数之间是空间相关的,相关的地震效应将导致地震损失急剧集中与积累,从而造成灾难性事件,但是现有的区域尺度地震风险评估并没有考虑地震动的空间相关性。该文采用地统计学方法表征地震事件内地震动强度参数的空间相关性,提出了理论半变异函数的几何稳健估计方法,并采用加权最小二乘法实现对短距离空间相关性的准确高效评估。以新潟越冲地震为例,基于指数半变异函数模型,采用加权最小二乘法对几何稳健估计半变异函数值进行拟合,得到了PGA、PGV和0 s~10 s谱加速度的空间相关性函数,提出了变程b值的预测模型,结果表明:相比于短周期谱加速度,长周期谱加速度的空间相关性衰减速率更小,且在T=0.45 s处存在拐点。将所开发的空间相关性模型应用于区域概率地震危险性分析,采用Monte Carlo方法实现了空间相关随机场的区域地震动强度参数的模拟,改进了传统区域地震危险性分析的方法,发现绝大多数情况下考虑空间相关性的年超越概率大于未考虑空间相关性的年超越概率,表明考虑空间相关性对于建筑群落及基础设施风险评估、韧性城市建设等具有重要的指导意义。

考虑抗力与恒载相关性的钢筋混凝土梁桥限载取值研究

为给按不同时期规范设计的中、小跨径钢筋混凝土梁桥限载合理取值提供参考,依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ 023-85、JTG D62-2004、JTG 3362-2018)中对应的混凝土受弯构件承载能力极限状态设计表达式,提出一种考虑抗力和恒载效应相关性的中、小跨径钢筋混凝土梁桥限载取值分析方法。该方法引入抗力与恒载效应相关系数,应用Rosenblatt变换公式构造由独立标准正态随机变量表示的结构功能函数,并建立基于验算点法(JC法)的公路桥梁限载系数反演分析模型,在此基础上,针对按不同时期规范设计的钢筋混凝土梁桥,以规范目标可靠指标为基准、设计活恒载比值为基本参数,分别计算不同抗力和恒载效应相关系数对应的限载系数,并按限载等级一级计算与JTJ 023—85、JTG D62—2004、JTG 3362—2018规范对应的典型车辆总重限值。计算结果表明:抗力与恒载效应相关性对中、小跨径钢筋混凝土梁桥限载取值影响较大,在相同的限载等级和设计活恒载比值下,相关系数越大,典型车辆总重限值越大;提出的限载分析方法和典型车辆总重限值可作为中、小跨径混凝土梁桥限载标准与超重车辆认定标准制定的参考依据。

相邻空区残矿资源回采技术研究

地下残矿资源回收对于矿山的可持续发展意义重大。以某金矿为工程背景,基于冒落平衡拱、面积承载力理论,计算得出采空区冒落跨度与矿柱回采长度,以此设计5种矿柱回采方案,采用MIDAS-FLAC^(3D)耦合建模方法对矿柱回采后的采空区稳定性进行分析,在此基础上,以残矿回收率为经济指标,以顶板沉降量、底板鼓起量、最大压应力、最大拉应力为安全指标,采用Critic客观赋权法对各方案进行评价,结果表明,5个方案的最终评价得分分别为0.484、0.615、0.587、0.569、0.516,故确定方案2即回采矿柱宽82 m、预留矿柱宽15 m为最优回收方案。

工字形铝合金偏心压杆平面内稳定承载力研究

运用ANSYS软件对常用的铝合金挤压型材偏心压杆的平面内稳定承载力进行了研究,分析了不同长细比和偏心率杆件的稳定性能,并讨论了残余应力与初弯曲对杆件承载力的影响.研究结果表明:除相对偏心率很大及长细比很小的情况外,工字形截面偏心压杆受拉翼缘不会进入塑性状态;初弯曲对杆件的影响随长细比和弯矩的增大而减小;铝合金挤压型材残余应力峰值很小,对杆的承载力影响不大,可忽略不计.在大量数值分析的基础上,拟合出了工字形铝合金偏心压杆的平面内稳定计算公式,可供工程设计参考.

库区滑坡稳定性二维、三维分析与应用

库区滑坡的地形、滑床及其地下水位面等几何形状复杂,具有典型的三维特征,为了更合理地分析评价其稳定性,在同等条件下选取二维剩余推力法和三维极限平衡法同时进行计算对比分析。以某库区滑坡作为实例,分别运用二维、三维方法反演确定其强度参数,计算各典型库水位下的滑坡稳定系数,并对滑坡稳定系数在水库水位变化(包括上升和下降变化)的情况下进行了敏感性对比分析。结果表明,三维方法的计算分析结果更为客观、合理;而且综合二维、三维计算结果进行分析,可得到符合实际的结论,为分析评价库区滑坡稳定性提供了一条好的途径。

静电驱动微梁的节点分析法

采用加权残余法建立了静电驱动梁单元的节点法模型,在HSPICE中构建了相应的等效电路模型。以静电驱动的双端固支梁为例用ANSYS模拟软件对模型进行了验证,结果表明模型具有较高的精度。

中药材及饮片中二氧化硫残留的研究进展

近年来,随着人们对中药安全性研究的深入,硫磺熏蒸对中药材的影响逐渐受到社会的关注和重视,随着分析技术的发展,二氧化硫残留的检测方法不断出现。本文概述了中药材及饮片中二氧化硫残留检测方法的研究进展、二氧化硫残留的限量标准以及目前国内中药材及饮片中二氧化硫残留量的现状。

预弯底部钻具组合横向振动响应的快速求解

底部钻具组合(BHA)的横向振动特性对井眼轨迹控制及井壁稳定性有重要的影响。目前,应用于BHA分析的数学方法主要包括有限差分法、能量法、有限元法和加权余量法。针对带预弯结构和稳定器BHA(Pre-bent BHA)的结构特征,提出一种可快速求解Pre-bent BHA横向振动响应的新型分析方法。首先,建立小变形条件下Pre-bent BHA的三维静力学模型,并用加权余量法和切点优化法求解该模型,得到其在三维井眼内的变形特征;其次,在静力学计算的基础上,根据Pre-bent BHA与井壁的接触特征来确定其上切点的位置,并以此切点位置定义Pre-bent BHA的上边界;随后建立Pre-bent BHA的有限元模型并求解其模态特征;最后,在考虑井壁约束的条件下,利用振型叠加法求解其稳态动力学响应,计算了实际钻井过程中使用的Pre-bent BHA的动态特性,得到其临界转速及工作状态图版。通过与相同结构参数(除弯角外)的常规BHA动态特性对比发现,合适的预弯结构可以大幅改善BHA的横向振动特性。该方法可用于钻前分析以便合理地设计Pre-bent BHA的结构并优选钻井参数,也可用于钻后分析找出Pre-bent BHA失效的初步原因。

隐式极限状态方程可靠性分析的加权响应面法

针对隐式极限状态方程的可靠性分析,提出加权回归响应面法,该方法采用线性响应面来拟合隐式极限状态方程。所提方法的策略可以归结为三点,一是选取极限状态函数绝对值更小的实验抽样点;二是根据每个实验抽样点的极限状态函数绝对值的大小,构造每个点在回归分析中的权数,增强极限状态函数绝对值小的实验抽样点对响应面函数确定的作用,削弱极限状态函数绝对值大的实验抽样点对响应面函数确定的作用;三是采用与传统响应面法一样的向设计点收敛的迭代方法。这三点策略保证了所得到的线性响应面函数能够在设计点附近更好地拟合真实隐式极限状态函数值为零的表面,从而达到高精度计算隐式极限状态方程可靠度指标的目的,算例结果充分显示所提方法的优越性。文中所提方法与组合响应面法结合,可以发展成为非线性高变异性隐式极限状态方程失效概率计算的高精度方法。

基于区域分解的组合结构振动分析方法

提出了一种分析一般边界条件下组合结构动力学特性的区域分解法.首先,沿组合结构连接处和位移边界而将组合结构分解成若干自由子结构,并将子结构分解为一些规则子域,以获取组合结构的高阶振动特性;采用分区广义变分和最小二乘加权残值法将子域界面的位移协调方程引入组合结构的能量泛函中,以使组合结构的动力分析问题归结为在满足分区界面位移协调条件下的无约束泛函变分问题.同时,采用区域分解法分析了不同边界条件的圆锥壳-环肋骨圆柱壳-圆锥壳组合结构的动力学特性,通过与有限元软件ANSYS的相应结果进行对比,验证了其计算精度和稳定性.结果表明,所提出的区域分解法具有高效率、高精度和良好收敛性等优点.

含裂纹结构的极限载荷分析

将塑性极限分析应用于含裂纹结构极限承载能力的确定中 ,结合含裂纹结构达到的塑性极限条件和裂纹失稳扩展条件 ,判断结构是否达到极限状态 ,进而求出含裂纹结构的极限载荷 ,本文给出了这一计算过程的有限元普遍格式 ,并编制了相应的有限元程序 ,计算和分析了若干典型含裂纹平板的极限载荷 。

考虑力矩平衡的剩余推力法及其应用

边坡稳定分析中广泛使用的剩余推力法,假定条块间作用力方向与上一条块底滑面平行,其物理意义较直观合理,通过力平衡方程求得边坡稳定系数。将条间力方向(条间力剪切分量与法向分量的比值)乘以统一的修正系数(可称为推力方向修正系数),通过纳入力矩平衡方程求解修正系数,得到考虑力矩平衡的二维剩余推力法。改进后方法能够揭示不同工况条件下条间力方向可能产生的变化,提高计算结果可靠性。最后对该法进行了工程应用讨论。

随机结构分析的加权残值方法

基于矩法和加权残值法两者的特点 ,提出了随机结构分析的一种新方法。该法是将加权残值法和概率论中的矩法相结合 ,对随机结构问题进行力学分析和计算。此法简便、快捷 ,且能获得结构各个参数的随机性对结构反应的影响。通过梁和板两算例 ,证明了方法的可行性和有效性。

高层建筑筒体结构动力分析的新方法

主要研究简体结构动力分析的新方法,先利用QR法建立了简体结构的新动力模型,然后利用5 次样条加权残数法建立了求解动力模型的新算法,最后提出了高层与超高层建筑结构动力分析的新方法,文中附有算例。

预应力锚固抗滑桩内力计算的加权残值法

总结了预应力锚索抗滑桩锚索设计拉力和预应力的计算方法并进行了改进,使得各方法均能考虑锚索与桩体的位移协调。针对桩顶和桩身作用锚索的各种情形,将半解析、半数值的加权残值法应用于预应力锚索抗滑桩的内力计算,并采用适用性较广的B样条函数作为试函数,在此基础上编制了可考虑滑动面以上桩前土体抗力计算程序,将该程序应用于已有实例的分析,并与有限差分法进行对比,验证了程序的正确性,将该方法应用于其他两个计算实例的分析,针对锚索设计拉力和预应力的不同计算方法,分别给出了相应的锚索设计拉力、预应力、桩身最大弯矩和桩顶位移的对比分析表格,以及桩身受力图,计算结果还表明,对于特定计算实例不是所有计算方法都适用,要具体问题具体分析。

岩土力学数值模拟结果的概率评估方法研究

提出了一种用于评估多参数随机变异情况下岩土力学非线性数值模拟结果可靠性的多维高效直接积分型随机分析方法。它首先根据多维积分理论和可靠性分析的直接积分法确定多维随机输入参数的计值点;然后利用非线性数值模拟方法,比如有限元法或有限差分法等,完成所有计值点上的计算任务,据此就可以利用多维高效积分程序计算待评估响应量的前几阶矩(一般包括1～6阶矩);最后利用多种方法,包括曲线拟合法、加权余量法及最大熵法计算响应量的概率分布,并据此算出响应量的概率置信区间,用于定量评估响应量的可靠性。数值算例表明,此法具有精度和计算效率较高的优点。

底部钻具组合二维分析新方法

提出一种用于分析底部钻具组合稳定器处的轴向力的新方法 ,即认为轴向力方向应与钻柱切线方向一致 ,其大小不应忽略井壁支反力的影响。在此基础上 ,采用加权余量法推导出一套用于计算底部钻具组合二维受力和变形的新的公式。实例计算结果表明 ,由于该公式考虑影响因素更全面 ,因而其计算结果更具合理性 ,与钻柱实际受力情况更加相符 ,且计算过程更为简便、快捷。

用加权余量法求圆板在Mises屈服条件下的极限荷载

应用加权余量法求承受均布荷载的简支与固支圆板在Mises屈服条件下的极限荷载。方法简单 。

非理想矩形锚单元的节点分析法

为了在节点化设计方法中考虑非理想锚效应,采用铁木辛柯梁理论和加权余量法建立了非理想矩形锚单元的节点化模型,在Hspice中构建了相应的等效电路。结合已有单元模型,实现了静电执行器的系统级仿真,与有限元模拟结果吻合较好,可模拟出非理想矩形锚对系统静态和动态特性的影响。

用加权余量法分析固支圆板和环板在Mises屈服条件下的极限荷载

应用加权余量法求出了承受线性荷载的固支圆板和承受均布荷载的内边界支承环板在 Mises屈服条件下的极限荷载的近似值 ,并与最大弯矩极限条件结果进行了比较 ,说明本文计算结果较合理。